(57)【要約】【課題】  低消費電力化、周波数の有効利用が可能であるとともに、移動する物品にも適用できるネットワークシステムを提供する。【解決手段】  無線端末101ごとに予め定めた送信先である端末のアドレスを保持する端末アドレス保持手段を有し、無線端末から端末へメッセージを送信する際には、ＧＷノード102〜105は、無線端末より無線フレームを受信すると、端末アドレス保持手段にアクセスして、無線端末ごとにメッセージの送信先の端末アドレスを特定し、該特定した送信先の端末宛にインターネットＧＷ113を介してメッセージを送信し、端末より無線端末へメッセージを送信する際には、インターネットＧＷ113は、位置情報記憶装置にアクセスし、無線端末のＩＤから位置情報を取得し、該取得した位置情報から該当するＧＷノードへメッセージを転送し、該ＧＷノードは、無線端末へ上記メッセージを転送する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末と、該無線端末との無線通信が可能なゲートウェイノードと、無線端末の位置情報を保持する位置情報記憶装置とを有する移動体通信ネットワークと、前記無線端末からのメッセージ送信先である端末が接続される他のネットワークとがゲートウェイを介して接続されてなるネットワークシステムであって、
該ネットワークシステムは、前記無線端末ごとにあらかじめ定めた送信先である前記端末のアドレスを保持する端末アドレス保持手段を有し、
前記無線端末から前記端末へメッセージを送信する際には、
前記ゲートウェイノードは、前記無線端末より無線フレームを受信すると、前記端末アドレス保持手段にアクセスして、無線端末ごとにメッセージの送信先の端末アドレスを特定し、該特定した送信先の端末宛に前記ゲートウェイを介してメッセージを送信し、
前記端末より前記無線端末へメッセージを送信する際には、
前記ゲートウェイは、前記位置情報記憶装置にアクセスし、前記無線端末のＩＤから位置情報を取得し、該取得した位置情報から該当するゲートウェイノードへメッセージを転送し、
該ゲートウェイノードは、前記無線端末へ前記メッセージを転送することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
無線端末と、該無線端末との無線通信が可能なゲートウェイノードと、無線端末の位置情報を保持する位置情報記憶装置とを有する移動体通信ネットワークと、前記無線端末からのメッセージ送信先である端末が接続される他のネットワークとがゲートウェイを介して接続されてなるネットワークシステムであって、
前記端末は、ＩＤにて送信先の無線端末を特定した送信メッセージを作成し、該送信メッセージを前記ゲートウェイに送出し、
前記ゲートウェイは、前記送信メッセージを受信し、前記位置情報記憶装置にアクセスし、前記無線端末のＩＤから位置情報を取得し、該取得した位置情報から該当するゲートウェイノードへ前記送信メッセージを入れたパケットを転送するとともに、
前記ゲートウェイノードは、前記無線端末へ前記送信メッセージを転送することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項３】
無線端末と、該無線端末との無線通信が可能なゲートウェイノードと、無線端末の位置情報を保持する位置情報記憶装置と、前記無線端末ごとにあらかじめ定めた送信先である前記端末のアドレスを保持する登録管理装置を有する移動体通信ネットワークと、前記無線端末からのメッセージ送信先である端末が接続される他のネットワークとがゲートウェイを介して接続されてなるネットワークシステムであって、
前記ゲートウェイノードは、該ゲートウェイノードの無線エリアに存在すると推定される無線端末と無線端末ごとにあらかじめ定めた送信先端末の端末アドレスを保持する端末アドレス保持手段を有し、
前記ゲートウェイノードは、該ゲートウェイノード内の前記端末アドレス保持手段、または前記登録管理装置にアクセスして、無線端末ごとに情報の送信先端末アドレスを特定し、該特定した送信先の端未宛にメッセージを送信することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項４】
前記ゲートウェイノード内の前記端末アドレス保持手段は、前記ゲートウェイノードの無線エリアに存在すると推定される無線端末とそのあらかじめ定めた送信先端末アドレスの情報とを保持することを特徴とする請求項３に記載のネットワークシステム。
【請求項５】
前記ゲートウェイノード内の前記端末アドレス保持手段は、前記ゲートウェイノードの無線エリアに存在すると推定される無線端末とそのあらかじめ定めた送信先端末アドレスと参照時刻の情報とを保持することを特徴とする請求項３に記載のネットワークシステム。
【請求項６】
前記端末アドレス保持手段は、前記ゲートウェイノードの無線エリアに存在すると推定される無線端末に関する推定を、最近において前記ゲートウェイノードから送信した無線端末であることをもって推定することを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のネットワークシステム。
【請求項７】
前記位置情報記憶装置は、複数設けられており、
無線端末を無線端末ＩＤ単位に複数の位置情報記憶装置で分散して記憶させ、当該分散方法を記憶する記憶手段を有する、
あるいは、
あらかじめ既知のアドレスをもつアドレス解決ノードを有し、該アドレス解決ノードは、無線端末ＩＤごとに、対応する位置情報記憶装置のアドレスを保持するアドレス保持手段を有することを特徴とする請求項１、２、４、６のいずれかに記載のネットワークシステム。
【請求項８】
前記登録管理装置は、複数設けられており、
無線端末を無線端末ＩＤ単位に複数の登録管理装置で分散して記憶させ、当該分散方法を記憶する手段を有する、
あるいは、
あらかじめ既知のアドレスをもつアドレス解決ノードを有し、該アドレス解決ノードは、無線端末ＩＤごとに、対応する登録管理装置のアドレスを保持するアドレス保持手段を有することを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載のネットワークシステム。
【請求項９】
ゲートウェイノードと端末を有するＩＰネットワークであって、ゲートウェイノードは非ＩＰ端末である無線端末と無線通信が可能であり、
無線端末ごとのHome Agent （ＨＡ）を設置する手段を有し、
前記端末は、前記無線端末宛メッセージを作成し、該メッセージをＩＰパケットに入れて送信する機能を有し、
前記無線端末又はゲートウェイノードは、該無線端末を配下に有するゲートウェイノード内のForeign Agent（ＦＡ）を特定するＦＡアドレスを対応するＨＡに通知する機能を有し、
前記端末が前記無線端末宛のＩＰパケットを前記ＨＡに送信すると、該ＨＡは、受信したＩＰパケットを前記ＦＡに転送し、該ＦＡは前記ＩＰパケットに含まれるメッセージを対応する無線端末に送信することを特徴とするネットワーク。
【請求項１０】
無線端末と、該無線端末との無線通信が可能なゲートウェイノードと、無線端末の位置情報を保持する位置情報記憶装置と、前記無線端末ごとにあらかじめ定めた送信先である前記端末のアドレスを保持する端末アドレス保持手段とを有する移動体通信ネットワークと、前記無線端末からのメッセージ送信先である端末が接続される他のネットワークとがゲートウェイを介して接続されてなるネットワークシステムの通信方法であって、
前記無線端末から前記端末へメッセージを送信する際には、
前記ゲートウェイノードにより、
前記無線端末より無線フレームを受信するステップと、
前記端末アドレス保持手段にアクセスして、無線端末ごとにメッセージの送信先の端末アドレスを特定するステップと、
該特定した送信先の端末宛に前記ゲートウェイを介してメッセージを送信するステップとを有し、
前記端末より前記無線端末へメッセージを送信する際には、
前記ゲートウェイにより、
前記位置情報記憶装置にアクセスし、前記無線端末のＩＤから位置情報を取得するステップと、
該取得した位置情報から該当するゲートウェイノードへメッセージを転送するステップと、
該ゲートウェイノードにより、
前記無線端末へ前記メッセージを転送するステップと、
を有することを特徴とするネットワークシステムの通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物対物の通信を効率的に行う技術に係り、具体的には広域ｍ２ｍネットワーク関する。
【背景技術】
【０００２】
通信手段を人対人についてだけでなく、物対物についても適用する試みがある。これをmachine-to-machine、略して、ｍ２ｍ通信とよび、そのネットワークをｍ２ｍネットワークと呼ぶ。
ｍ２ｍ通信の具体例としては、（１）自動販売機が、自分の内蔵する商品の在庫状況を自動的に在庫管理装置にレポートする、（２）トラックの運行状態（場所、速度など）を運送会社の運行管理システムに自動的にレポートする、などがある。
【０００３】
ｍ２ｍ通信で主に使用されるネットワークとしては、携帯電話やＰＨＳ（登録商標）がある。対象物(例えば、自動販売機)に、携帯電話送受信装置やＰＨＳ（登録商標）送受信装置をつけ、同送受信装置が通信相手先に電話して通信を行う。（携帯電話では、回線交換モードでなく、パケット交換モードの場合もある。）
ｍ２ｍ通信で主に使用される既存のネットワークとして、ＰＤＣ(第2世代携帯電話)のネットワーク(回線交換モード)の基本構成を図８に示す（非特許文献１参照）。
【０００４】
同ネットワークは、移動関門中継階梯と移動加入者階梯の２つの階梯で構成され、位置登録データベースとしてホームロケーションレジスタ(HLR : Home Location Register))が設けられている。基本構成要素として、他ネットワークとの相互接続機能、着信時の自動追跡接続機能および中継機能を有する関門中継系移動通信制御局(MGC : Mobile Gateway Center)、在圈管理および加入者接続機能を有する加入者系移動通信制御局(MCC : Mobile Control Center)、移動端末番号や在圏エリア等の加入者情報が登録されているHLR、基地局(BS : Base Station)および移動端末(移動機)(MS : Mobile Station)で構成されている。ここで、基地局制御の機能(無線チャンネルの移動端末への割り当てや切り替え制御の実行等)は、MCCに内蔵されている。
【０００５】
以下に移動体通信ネットワークの基本動作である（１）位置登録、（２）発信処理、（３）着信処理の手順の概要について述べる。
（１）位置登録
セル方式による移動体通信システムでは、移動端末そのものが空間的に移動するため、その存在場所をネットワーク側で常に把握しておく必要がある。このために必須なものが位置登録である。
【０００６】
移動端末の位置は、ページングエリア(PA : Paging Area)単位で端末ごとにHLRにPAが保持されている。ページングというのは無線呼出しという意味で、移動端末への着信があったとき、エリア内に一斉に呼び出すことからページングエリアと呼ばれる。位置登録の基本処理は以下である。
【０００７】
(i)移動体通信ネットワークでは、すべての移動端末が受信できる報知チャネルで、基地局からその場所のPAの番号を送信する。移動端末はPA番号を受信し内部に記憶する。
(ii)移動して移動端末が受信するPA番号の変化を検出すると、位置登録を行う。移動端末は位置登録要求をHLRに送信し、HLRは位置情報を書き換える。
(iii)位置登録が完了すると、HLRから移動端末に位置登録完了信号を送信する。
【０００８】
（２）発信処理
移動端末から発信する場合の基本的な接続手順の概要を以下に示す。
(i)発信端末からBSに対して呼設定の信号を転送するための信号チャネルの設定を要求し、BSでは信号チャネルを設定する。
(ii)発信端末から着信先の電話番号をダイヤルし、電話番号を含む呼設定要求をBS経由でMCCに送信する。MCC はHLRに格納されている加入者情報をもとに端末の認証を行う。
【０００９】
(iii)MCCはBSに通話用の音声チャネルを発信端末に割り当てるよう指示を出す。
(iv)MCCはMGCに呼設定の要求を出す。MGCは着信先が固定ネットワークあるいは他の事業者の移動端末であれば、呼をそちらヘルーティングする。一方、着信先が自分のネットワークの加入者の移動端末であれば、HLRにその位置情報を問い合わせる。
(V)接続先が移動端末の場合は、その位置情報を基に呼設定信号がルーティングされ、着信端末の所属するページングエリアのBSから一斉呼び出しが行われる。接続対象である着信先が応答すると、コネクションが設定され通話が可能となる。
【００１０】
（３）着信処理
移動端末が着信するときの接続手順の概要を示す。
(i)固定ネットワークあるいは他のセルラーネットワークからの着信要求(呼設定要求)は、着信先の電話番号を含めて、まずMGCに届けられる。
(ii)MGCは呼を着信端末の所属するMCCヘルーティングする。このため、HLRは保持されている端末位置情報から、どのMCCのカバー範囲に着信先の移動端末が位置するかを調べる。 MCCはHLRからの情報を基に該当するページングエリアのBSを介して一斉呼出しを行う。
【００１１】
(iii)呼出し信号を受信した移動端末は、BSに対して呼設定の信号を転送するための信号チャネル設定を要求し、BSでは信号チャネルを設定する。
(iv)MCCはHLRに格納されている加入者情報をもとに着信端末の認証を行い、呼設定要求信号を着信端末に送付するとともにBSに通話用の音声チャネルを端末に付与するよう指示を出す。
(V)着信端末が呼出し音を鳴らし、着信先が応答すると、コネクションが設定され通話が可能となる。
【００１２】
回線交換方式では、実際に情報が流れていないときにもワイヤレス回線を独占してしまうため、全体の通信時間に比べて実際のデータ伝送時間が短いデータ通信の場合は、ワイヤレス回線の使用効率は極端に悪化する。
一方、パケット交換方式では、パケット単位に待ち合わせが可能となるため、複数の通信でワイヤレス回線を共用することができ、データ通信においてもその使用効率を高くすることができる。
【００１３】
ワイヤレスパケットシステムとして代表的なPDC-P(Packet)のネットワーク構成を図９に示す。パケット関門中継処理装置(PＧＷ : Packet Gateway Module)は、インターネットや企業内ネットワークなど他ネットワークと相互接続するための装置であり、他ネットワークからのユーザパケット着信時に、移動通信サービス制御装置(M-SCP :Mobile-Service Control Point)の位置情報ヘアクセスし、移動端末の存在するエリアを管理しているパケット加入者系処理装置(PPM : Packet Processing Module)ヘルーティングする機能を持つ。
【００１４】
PPMは基地局を介して移動端末と対向し、ユーザパケットを送受信し、ワイヤレス区間のパケットヘの組立・分解、認証、秘匿、課金などの機能を具備する。
また、ｉモード通信を可能とするために、移動端末およびサーバとの通信プロトコルをそれぞれ終端し、それらを相互に接続するための機能を持つ移動メッセージ用パケット関門装置(M-PGW : Mobile Message- PGW)が配置されている。
一方、ｉモードサーバはPDC-Pネットワークとインターネットを結ぶ関門機能を担っている。具体的には、情報配信やメールの送受信機能および蓄積機能および情報提供者管理機能、さらに情報料課金機能を具備している。
【００１５】
ユーザＩＰパケットのＩＰアドレスはゲートウェイ機能を持つPGWで移動端末の電話番号と対応付けられ、M-SCPヘアクセスして移動端末の位置情報等を取得し、それを用いて接続処理が行われる。移動により移動端末の位置が変われば、その経路にトンネリングを張りなおすことにより移動制御される構成である。
移動体電話によるｍ２ｍ通信が広域、屋外を主対象とするのに対して、近距離無線で低機能な端末によるｍ２ｍ通信の例として、Auto-ＩＤにより提唱されている無線タグ（ＲＦＩＤ）ネットワークの構成例を図１０に示す。
【００１６】
Auto-ＩＤセンタ構想では、ＲＦＩＤの機能を限定して、タグの著しい低コスト化を図り（目標は一個５セント）、あらゆる商品にＲＦＩＤを付与することを狙っている。ＲＦＩＤ 自体は読み取り専用として、個体の識別を可能にするシリアル番号をも含んだ96bitのＩＤ (Electronic Product Code : eＰＣ)だけを格納する。例えば、商品納入先に設置されたＲＦＩＤリーダを通じて、各個体に貼られたＲＦＩＤからＩＤ（eＰＣ）を読み取り、そのＩＤを持つ各個体に関するデータを格納したデータベースのアドレス解決を共通的に行うリゾルブ機能（共通リゾルバ）により、アプリケーションプログラムは目的とするデータベースを特定する。
【００１７】
そして、ＲＦＩＤリーダにより読み取ったＩＤを付与された各商品の各個体についてのデータをそのデータベースから得たり、あるいはそのデータベースに読み取ったＩＤを持つ個体についての新たなデータの書き込み（例えば、納入日、納入場所）を行うことができるようになる。
【非特許文献１】三宅功、斎藤洋著「ユビキタスサービスネットワーク技術」社団法人  電気通信協会  平成１５年９月１日初版、ｐ７６〜８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ｍ２ｍ通信の対象が、電化製品などから、一般の物にも拡大するためには、
１）商用電源が利用できないため、低消費電力化が必要である、
２）ｍ２ｍ通信の対象が多く、低消費電力の点からも、周波数の有効利用が必要である、
３）移動する物へも適用できることが必要である、
４）制御指示などのメッセージ受信ができることが必要である、
５）データ負荷として重いプロトコルや、重いネットワークアドレスなども極力削除することが必要である、という問題が有った。
【００１９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、低消費電力化が図れ、周波数の有効利用が可能であるとともに、移動する物品にも適用でき、無線端末側で制御指示などのメッセージ受信が可能であり、データ負荷の重いプロトコルやネットワークアドレスが不要な、ネットワーク、ネットワークシステム及び寝システムの通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、無線端末と、該無線端末との無線通信が可能なゲートウェイノードと、無線端末の位置情報を保持する位置情報記憶装置とを有する移動体通信ネットワークと、前記無線端末からのメッセージ送信先である端末が接続される他のネットワークとがゲートウェイを介して接続されてなるネットワークシステムであって、
該ネットワークシステムは、前記無線端末ごとにあらかじめ定めた送信先である前記端末のアドレスを保持する端末アドレス保持手段を有し、
前記無線端末から前記端末へメッセージを送信する際には、
前記ゲートウェイノードは、前記無線端末より無線フレームを受信すると、前記端末アドレス保持手段にアクセスして、無線端末ごとにメッセージの送信先の端末アドレスを特定し、該特定した送信先の端末宛に前記ゲートウェイを介してメッセージを送信し、
前記端末より前記無線端末へメッセージを送信する際には、
前記ゲートウェイは、前記位置情報記憶装置にアクセスし、前記無線端末のＩＤから位置情報を取得し、該取得した位置情報から該当するゲートウェイノードへメッセージを転送し、
該ゲートウェイノードは、前記無線端末へ前記メッセージを転送することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明は、無線端末と、該無線端末との無線通信が可能なゲートウェイノードと、無線端末の位置情報を保持する位置情報記憶装置とを有する移動体通信ネットワークと、前記無線端末からのメッセージ送信先である端末が接続される他のネットワークとがゲートウェイを介して接続されてなるネットワークシステムであって、
前記端末は、ＩＤにて送信先の無線端末を特定した送信メッセージを作成し、該送信メッセージを前記ゲートウェイに送出し、
前記ゲートウェイは、前記送信メッセージを受信し、前記位置情報記憶装置にアクセスし、前記無線端末のＩＤから位置情報を取得し、該取得した位置情報から該当するゲートウェイノードへ前記送信メッセージを入れたパケットを転送するとともに、
前記ゲートウェイノードは、前記無線端末へ前記送信メッセージを転送することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項３に記載の発明は、無線端末と、該無線端末との無線通信が可能なゲートウェイノードと、無線端末の位置情報を保持する位置情報記憶装置と、前記無線端末ごとにあらかじめ定めた送信先である前記端末のアドレスを保持する登録管理装置を有する移動体通信ネットワークと、前記無線端末からのメッセージ送信先である端末が接続される他のネットワークとがゲートウェイを介して接続されてなるネットワークシステムであって、
前記ゲートウェイノードは、該ゲートウェイノードの無線エリアに存在すると推定される無線端末と無線端末ごとにあらかじめ定めた送信先端末の端末アドレスを保持する端末アドレス保持手段を有し、
前記ゲートウェイノードは、該ゲートウェイノード内の前記端末アドレス保持手段、または前記登録管理装置にアクセスして、無線端末ごとに情報の送信先端末アドレスを特定し、該特定した送信先の端未宛にメッセージを送信することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のネットワークシステムにおいて、前記ゲートウェイノード内の前記端末アドレス保持手段は、前記ゲートウェイノードの無線エリアに存在すると推定される無線端末とそのあらかじめ定めた送信先端末アドレスの情報とを保持することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のネットワークシステムにおいて、前記ゲートウェイノード内の前記端末アドレス保持手段は、前記ゲートウェイノードの無線エリアに存在すると推定される無線端末とそのあらかじめ定めた送信先端末アドレスと参照時刻の情報とを保持することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、前記端末アドレス保持手段は、前記ゲートウェイノードの無線エリアに存在すると推定される無線端末に関する推定を、最近において前記ゲートウェイノードから送信した無線端末であることをもって推定することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１、２、４、６のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記位置情報記憶装置は、複数設けられており、
無線端末を無線端末ＩＤ単位に複数の位置情報記憶装置で分散して記憶させ、当該分散方法を記憶する記憶手段を有する、
あるいは、
あらかじめ既知のアドレスをもつアドレス解決ノードを有し、該アドレス解決ノードは、無線端末ＩＤごとに、対応する位置情報記憶装置のアドレスを保持するアドレス保持手段を有することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項８に記載の発明は、請求項３乃至６のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記登録管理装置は、複数設けられており、
無線端末を無線端末ＩＤ単位に複数の登録管理装置で分散して記憶させ、当該分散方法を記憶する手段を有する、
あるいは、
あらかじめ既知のアドレスをもつアドレス解決ノードを有し、該アドレス解決ノードは、無線端末ＩＤごとに、対応する登録管理装置のアドレスを保持するアドレス保持手段を有することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項９に記載の発明は、ゲートウェイノードと端末を有するＩＰネットワークであって、ゲートウェイノードは非ＩＰ端末である無線端末と無線通信が可能であり、
無線端末ごとのHome Agent （ＨＡ）を設置する手段を有し、
前記端末は、前記無線端末宛メッセージを作成し、該メッセージをＩＰパケットに入れて送信する機能を有し、
前記無線端末又はゲートウェイノードは、該無線端末を配下に有するゲートウェイノード内のForeign Agent（ＦＡ）を特定するＦＡアドレスを対応するＨＡに通知する機能を有し、
前記端末が前記無線端末宛のＩＰパケットを前記ＨＡに送信すると、該ＨＡは、受信したＩＰパケットを前記ＦＡに転送し、該ＦＡは前記ＩＰパケットに含まれるメッセージを対応する無線端末に送信することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項１０載の発明は、無線端末と、該無線端末との無線通信が可能なゲートウェイノードと、無線端末の位置情報を保持する位置情報記憶装置と、前記無線端末ごとにあらかじめ定めた送信先である前記端末のアドレスを保持する端末アドレス保持手段とを有する移動体通信ネットワークと、前記無線端末からのメッセージ送信先である端末が接続される他のネットワークとがゲートウェイを介して接続されてなるネットワークシステムの通信方法であって、
前記無線端末から前記端末へメッセージを送信する際には、
前記ゲートウェイノードにより、
前記無線端末より無線フレームを受信するステップと、
前記端末アドレス保持手段にアクセスして、無線端末ごとにメッセージの送信先の端末アドレスを特定するステップと、
該特定した送信先の端末宛に前記ゲートウェイを介してメッセージを送信するステップとを有し、
前記端末より前記無線端末へメッセージを送信する際には、
前記ゲートウェイにより、
前記位置情報記憶装置にアクセスし、前記無線端末のＩＤから位置情報を取得するステップと、
該取得した位置情報から該当するゲートウェイノードへメッセージを転送するステップと、
該ゲートウェイノードにより、
前記無線端末へ前記メッセージを転送するステップと、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、通信相手が、固定相手先であるため、通信手順化簡略化でき、低消費電力化が可能となる。
また、相手先アドレスなどの情報を無線区間で送信する必要がなく、無線端末
の低消費電力化、周波数の有効利用が図れる。
位置登録機能があるので、移動する物品にも適用でき、さらに、無線端末はＩＤしか持たないにもかかわらず、メッセージの受信が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
[第１実施形態]
本発明の実施形態に係るネットワークシステムの構成を図１に示す。同図において、本発明の実施形態に係るネットワークシステムは、無線端末１０１と、該無線端末１０１との無線通信が可能なゲートウェイノード（以下、ＧＷノードと記す。）１０２〜１０５と、無線端末１０１の位置情報を保持する位置登録データベース１０９とを有する移動体通信ネットワークと、無線端末１０１からのメッセージ送信先である端末としてのパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記す。）１１１、１１２が接続されるインターネット１１０とがインターネットゲートウェイ（以下、インターネットＧＷと記す。）１１３を介して接続されてなるネットワークシステムである。
【００３３】
また、該ネットワークシステムは、中継ノード１０６、１０７と、無線端末１０１ごとにあらかじめ定めた送信先である端末としてのＰＣ１０１のアドレスを保持する登録管理システム１０８を有している。
無線端末１０１と、端末としてのＰＣ１１１またはＰＣ１１２との間では、概略、次のように通信が行われる。
無線端末１０１からＰＣ１１１、またはＰＣ１１２へメッセージを送信する際には、ＧＷノード１０２〜１０５のいずれかは、無線端末１０１より無線フレームを受信すると、登録管理システム１０８にアクセスして、無線端末ごとにメッセージの送信先の端末アドレスを特定し、該特定した送信先の端末であるＰＣ１１１、またはＰＣ１１２宛にインターネットＧＷ１１３を介してメッセージを送信する。
【００３４】
また、ＰＣ１１１、またはＰＣ１１２より無線端末１０１へメッセージを送信する際には、インターネットＧＷ１１３は、位置登録データベース１０９にアクセスし、無線端末１０１のＩＤから位置情報を取得し、該取得した位置情報から該当するＧＷノード１０２〜１０５へメッセージを転送し、該ゲートウェイノードは、前記無線端末へ前記メッセージを転送する。
【００３５】
ここで、位置登録データベース１０９は、本発明の位置情報記憶装置に、登録管理システム１０８は、本発明の端末アドレス保持手段に、ＰＣ１１１、１１２は本発明の端末に、インターネットＧＷ１１３は本発明のゲートウェイに、インターネット１１０は本発明の他のネットワークにそれぞれ相当する。
【００３６】
無線端末１０１は、物に搭載された無線端末であって、ＧＷノード１０２〜１０５との間で無線通信が可能である。ＧＷノード１０２〜１０５、登録管理システム１０８及び位置登録データベース１０９は、中継ノード１０６、１０７を介して相互に接続しており、通信が可能である。無線端末１０１、ＧＷノード１０２〜１０５、登録管理システム１０８、位置登録データベース１０９及び中継ノード１０６、１０７は移動体通信ネットワークを構成している。
【００３７】
また、移動体通信ネットワークは、インターネットＧＷ１１３を介してインターネット１１０とも接続しており、インターネット１１０に接続するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１１、 １１２との通信も可能である。
本実施形態では、ＧＷノード１０２〜１０５、中継ノード１０６、１０７、インターネットＧＷ１１３は、すべてＩＰアドレスをもち、インターネット１１０を介してＰＣ１１１，１１２と通信可能としている。
【００３８】
無線端末１０１は、そのメッセージ送信先をあらかじめ定め、登録管理システム１０８に登録しておく。登録管理システム１０８は、図２に示す｛無線端末ＩＤ、相手先アドレス｝の組を記憶する。本実施形態では、一例として無線端末１０１の送信先をＰＣ１１１とする。
無線端末１０１は、移動する物に搭載されており、移動時に位置登録が必要となる。
【００３９】
各ＧＷノード１０２〜１０５は、ページングエリア番号を無線報知し、無線端末１０１は、自分の保持するページングエリア番号と異なる番号を受信し、在圏エリアの変更を認識する。在圏エリアが変わると、無線端末１０１は、（１）自分の保持するページングエリア番号を更新し、（２）ＧＷノード・中継ノードを介して、自分の在圏するページングエリア番号（在圏エリア番号）を、位置登録データベース１０９に通知する。位置登録データベース１０９は、位置情報として図３に示す｛無線端末ＩＤ、在圈エリア番号｝の組を記憶する。
【００４０】
無線端末１０１からの情報送信のフローを図６に示す。無線端末１０１は、所定の起動条件（例えば、一定時間ごと、センシングしていた温度がー定値を超えた場合）を満たすと（ステップ２０１）、あらかじめ定められた通信相手（ＰＣ１１１）に対して、自ＩＤとセンシング情報をメッセージとして無線フレームに入れ、送信する（ステップ２０２）。
【００４１】
ＧＷノード１０２〜１０５は、自エリア内に在圏すると推定される無線端末のＩＤとその相手先アドレス、参照時刻の組（在圈端末リスト、と呼ぶ）を保持する（図４）。ＧＷノード１０２〜１０５は、上記無線フレームを受信し（ステップ２０３）、受信メッセージ中の無線端末ＩＤが在圏端末リストにあるか、チェックする（ステップ２０４）。なければ、登録管理システム１０８にアクセスし（ステップ２０５）、当該無線端末ＩＤに対する相手先アドレスを照会する（２０６）。（照会しても該当端末がない場合、不正端末であるので、受信したメッセージを廃棄する。）
【００４２】
そして、現在時刻を参照時刻とし、無線端末ＩＤと照会して得た相手先アドレスの組を在圏端末リストに加える（ステップ２０７）。（これにより、在圏エリア変更なしの場合、登録管理システム１０８ヘの照会なしに、相手先アドレスを把握できる。）
在圏端末リストに、もともとあった場合は、参照時刻を現在時刻に更新して保持する（ステップ２０８）。
【００４３】
こうして得た相手先アドレスを着アドレスにし、発アドレスをＧＷノードアドレスとし、メッセージをペイロードに入れたＴＣＰ／ＩＰパケットにより、相手先に送る。このとき、メッセージは保持する（ステップ２０９）。
上記ＴＣＰ／ＩＰパケットを受信したＰＣは、メッセージを取り出し、ＧＷノードにＡＣＫを返送する（ステップ２１０）。上記ＡＣＫを受信したＧＷノードは、ＩＰアドレスから、対応する保持しているメッセージを特定し、それを消去する（ステップ２１１）。
【００４４】
また、在圏端末リストの参照時刻が、現在時刻からあらかじめ定められたタイムアウトとなる時点より、古くなった場合、当該｛無線端末のＩＤとその相手先アドレス、参照時刻の組｝を削除する（ステップ２１２、２１３）。
無線端末１０１は、あらかじめ定められたＰＣ１１１および任意のＰＣ１１２から、メッセージを受信できる。ＰＣ１１１、１１２は、通信メッセージを、発アドレスを自アドレス、着アドレスをインターネットＧＷ１１３のアドレスとしたＴＣＰ／ＩＰパケットに入れてインターネット１１０を介してインターネットＧＷ１１３に送信する。
【００４５】
上記通信メッセージの最初に発アドレスとして自アドレス、着アドレスとして無線端末１０１のＩＤを入れ、送信すべきメッセージをその後に入れる。上記パケットを受信したインターネットＧＷ１１３は、メッセージを取り出し、無線端末１０１宛通信であることを認識する。そして位置登録データベース１０９にアクセスし、無線端末ＩＤから在圏エリア番号を取得する。インターネットＧＷ１１３は、自ら保持している在圏エリアと対応するＧＷノードのアドレステーブル（図５）を引いて、無線端末１０１の在圏するＧＷノードのアドレスを取得する。
【００４６】
そして、発アドレスを自アドレス、着アドレスを無線端末１０１の在圏するＧＷノードのアドレスとしたＴＣＰ／ＩＰパケットに、取り出したメッセージを入れて送信する。上記ＴＣＰ／ＩＰパケットを受信したＧＷノードは、該パケットからメッセージを取り出し、無線端末１０１宛通信であることを認識する。そして、無線チャネルにより、同メッセージを無線端末１０１に送信する。
なお、通信元があらかじめ定められたＰＣ１１１のみである場合、メッセージの発アドレス領域を削除できる。
【００４７】
上記実施形態では、登録管理システム１０８、位置登録データベース１０９は、１つずつ、として記述した。仮に、それらが複数となった場合、以下の２つの方法で分散を図る。
１）無線端末ＩＤに応じて、これらのシステムを分散する。具体的には、無線端末ＩＤ 10000未満と以上で２つに分け、ＧＷノード等は、その分散方法をあらかじめ知っておき、無線端末に応じて、アクセス先を変更する。
２）あらかじめ既知のアドレスをもつアドレス解決ノードを用意する。このアドレス解決ノードでは、無線端末ＩＤごとに、対応する登録管理システム、位置登録データベースのアドレスを保持する。ＧＷノード等は、当該アドレス解決ノードにアクセスして、無線端末ＩＤから所望の登録管理システム、位置登録データベースのアドレスを得て、アクセスする。
【００４８】
また、上記実施形態では、インターネット１１０と中継ノード１０７の間には、インターネットＧＷ１１３があるので、インターネット１１０に接続するＰＣ１１１、１１２は、直接位置登録データベース１０９にはアクセスできない。
しかしながら、位置登録データベース１０９がＩＰアドレスを有し、ネットワークシステム内の有線リンク上は、レイヤ３プロトコルとしてＩＰプロトコルが使用できていれば、ＰＣ１１１，１１２が直接、位置登録データベース１０９にアクセスできる。この場合、位置登録データベース１０９では、無線端末ＩＤに対して、在圈エリアに対応するＧＷノードのアドレスを保持する。
【００４９】
これにより、各ＰＣ１１１，１１２は直接、無線端末１０１への送信可能なＧＷノードを着アドレスにしたＴＣＰ／ＩＰパケットにメッセージを入れて送信することで、インターネットＧＷ１１３での処理などをなくすことができる。その一方、位置登録データベース１０９や、ＧＷノード１０２〜１０５へのアタックなどが容易となる。
【００５０】
また、上記実施形態の在圈端末リストは参照時刻を用いた構成としたが、参照時刻を用いない構成法を図７に示す。在圈端末リストは、図７に示すように、端末ＩＤ順リストと使用順リストからなる。端末ＩＤ順リストは、端末ＩＤ順に並んでおり、端末ＩＤに基づく高速検索が可能である。（端末ＩＤ順リストだけがあって、その中に新たに使用順の番号を振った列を設けて、一定時間ごとに使用順の、例えば、１００番以降消去することでリストの長さを適正に保つ方法もある。）
【００５１】
使用順リストは、使用履歴の若い順に端末ＩＤ順リストの要素を並べたリストである。図７では、もっとも最近、端末ＩＤ順リストの２３番にある端末ＩＤと相手アドレスの対が使用されたことを示す。
これらのリストの更新方法は以下の通りである。
無線フレームを受信したＧＷノードは、受信メッセージ中の無線端末ＩＤが在圈端末リストにあるか、チェックする。なければ、登録管理システム１０８にアクセスし、当該無線端末ＩＤに対する相手先アドレスを照会する。
【００５２】
登録管理システム１０８に照会しても該当する無線端末がない場合、不正端末であるので、受信したメッセージを廃棄する。そして、同無線端末ＩＤと照会して得た相手先アドレスの組を端末ＩＤ順リストの所定位置（たとえば番号＝ｎ）に加える。そして、使用順リストの先頭マークの直後に番号＝ｎを挿入する。そして、最後マークの直線にある番号（例えばｍ）を取り外す。そして、端末ＩＤリストの番号ｍに対応する行を削除する。こうして、リストの長さが保たれる。
【００５３】
これにより、在圈エリア変更なしの場合、登録管理システムヘの照会なしに、相手先アドレスを把握できる。
在圈端末リストに、もともとあった場合は、使用順リストから同番号をはずし、外れた同番号の両隣を直接結び、同番号を先頭マークの直後に挿入する。こうして使用順リストが常に使用順で保たれる。
【００５４】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係るネットワークシステムとしてＩＰネットワークについて図１を参照して説明する。本実施形態に係るＩＰネットワークは、ゲートウェイノードと端末を有するＩＰネットワークであって、ゲートウェイノードは非ＩＰ端末である無線端末と無線通信が可能であり、無線端末ごとのHome Agent （ＨＡ）を設置する手段を有し、前記端末は、前記無線端末宛メッセージを作成し、該メッセージをＩＰパケットに入れて送信する機能を有し、前記無線端末は、該無線端末を配下に有するＧＷノード内のForeign Agent（ＦＡ）を特定するＦＡアドレスを対応するＨＡに通知する機能を有し、前記端末が前記無線端末宛のＩＰパケットを前記ＨＡに送信すると、該ＨＡは、受信したＩＰパケットを前記ＦＡに転送し、該ＦＡは前記ＩＰパケットに含まれるメッセージを対応する無線端末に送信することを特徴としている。
【００５５】
本実施形態では、位置登録データベース１０９をモバイルＩＰ技術のHome Agent(HA)とする実施形態を図１に基づいて説明する。この場合、位置登録データベース１０９は、複数ある場合が多いが、簡単のため１つの例で記述する。複数ある場合の分散の仕方は、第１実施形態で説明した場合と同様である。
また、本実施例では、図１におけるインターネットＧＷ１１３はネットワークの構成上、不要である。中継ノード１０７が直接インターネット１１０に接続するものとする。
【００５６】
本実施例では、ＧＷノード１０２〜１０５、中継ノード１０６、１０７、登録管理システム１０８は、すべてＩＰアドレスをもち、有線ネットワーク部分はすべてＩＰネットワークであるとする。
また、位置登録データベース１０９内には、無線端末ごとにＨＡが用意される。（その場合、位置登録データベースは複数に分散されることが想定され、もっとも極端な場合は、無線端末ごとになる。いずれにせよ、分散の方法についてはＤ第１実施形態の最後のほうに述べたようなやり方がある。）
【００５７】
また、各ＧＷノード１０２〜１０５内にＦＡを有している。無線端末１０１は、消費電力などの点で、ＩＰ通信機能・ＩＰアドレスを持ち得ないとする。
本実施形態では、無線端末ごとにＨＡ、ＦＡを具備することにより、移動するＩＰ端末との通信技術であるモバイル技術を、非ＩＰ端末である無線端末にも使えるようにするものである。
無線端末１０１は、そのメッセージ送信先をあらかじめ定め、登録管理システム１０８に登録しておく。登録管理システム１０８は、｛無線端末ＩＤ、ＨＡのＩＰアドレス、相手先アドレス｝の組を記憶する。本実施形態では、無線端末１０１の送信先をＰＣ111とする。
【００５８】
無線末１０１は、移動する物に搭載されており、移動時に位置登録が必要となる。各ＧＷノード１０２〜１０５は、ページングエリア番号を無線報知し、無線端末１０１は、自分の保持するページングエリア番号と異なる番号を受信し、在圏エリアの変更を認識する。
本実施形態では、ページングエリアとＧＷノードは１対１に対応しているとする。（１対１でない場合も容易に類推可能である。）
【００５９】
在圈エリアが変わると、無線端末１０１は、（１）自分の保持するページングエリア番号を更新し、（２）自分のＨＡに新しい在圏エリアのＧＷノードのＦＡアドレスを登録する。なお、ＦＡアドレスは積極的な意味では位置情報ではないが、ネットワーク上の位置がページングエリア単位で特定できるという意味で位置情報と言える。
【００６０】
無線端末１０１からの情報送信のフローは、第１実施形態（図６）の場合とほぼ同様であるので、省略する。第１実施形態と異なる点は、（１）ＧＷノードからのＴＣＰ／ＩＰパケット送出に際して、発アドレスをＧＷノードアドレスではなくＦＡアドレス、または、ＨＡアドレスとすることと、（２）上記ＴＣＰ／ＩＰパケットを受信した端末であるＰＣが返送するメッセージＡＣＫのあて先は、ＦＡ（一度、ＨＡに送られ、ＦＡに転送する場合もある）とする点であり、その他は同様である。
【００６１】
無線端末１０１は、あらかじめ定められたＰＣ１１１および任意のＰＣ１１２から、メッセージを受信できる。ＰＣ１１１、ＰＣ１１２は、通信メッセージを、発アドレスを自アドレス、着アドレスを無線端末１０１に対応するＨＡのアドレスとしてＴＣＰ／ＩＰパケットに入れて送信する。前記通信メッセージの最初に発アドレスとして自アドレス、着アドレスとして無線端末１０１のＩＤを入れ、送信すべきメッセージをその後に入れる。
【００６２】
上記ＴＣＰ／ＩＰパケットを受信したＨＡは、保持しているＦＡのアドレスを参照し、該ＴＣＰ／ＩＰパケットをＧＷノード内にある上記無線端末１０１対応のＦＡあて転送する。該ＦＡでは上記ＴＣＰ／ＩＰパケットを受信し、メッセージを取り出し、ＧＷノードから、無線チャネルにより、該メッセージを送信する。
なお、通信元があらかじめ定められたＰＣ111のみである場合、メッセージの発アドレス領域を削除できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係るネットワークシステムの構成を示す図。
【図２】図１に示したネットワークシステムにおける登録管理システムの記憶内容を示す説明図。
【図３】図１に示したネットワークシステムにおける位置登録データベースの記憶内容を示す説明図。
【図４】図１に示したネットワークシステムにおけるＧＷノードの記憶内容を示す説明図。
【図５】図１に示したネットワークシステムにおける在圏エリアと対応するＧＷノードのアドレスとの対応関係を示すアドレステーブルの内容を示す説明図。
【図６】図１に示したネットワークシステムにおける無線端末から情報送信があった場合の処理フローを示すフローチャート。
【図７】図１に示したネットワークシステムにおけるＧＷノードが保持する在圏端末リストの他の例を示す説明図。
【図８】ＰＤＣネットワークの基本構成を示す図。
【図９】ＰＤＣ−Ｐネットワークの構成を示す図。
【図１０】無線タグネットワークの構成例を示す図。
【符号の説明】
【００６４】
１０１…無線端末、１０２〜１０５…ＧＷノード、１０６、１０７…中継ノード、１０８…登録管理システム、１０９…位置登録データベース、１１０…インターネット、１１１、１１２…ＰＣ(端末)、１１３…インターネットＧＷ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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